Versenden

Gentechnik abseits der großen Konzerne

Obst und Gemüse: Vergessene Pflanzenkrankheiten

Bisher kommen gentechnische Verfahren fast ausschließlich bei Nutzpflanzen zum Einsatz, für die es einen internationalen Markt gibt. Viele Krankheitserreger, die bei regional angebauten Pflanzen auftreten, könnten bekämpft werden, indem man mit Hilfe der Gentechnik resistente Sorten entwickelt. Für große Firmen ist das jedoch wirtschaftlich uninteressant. Zwar gibt es hier zahlreiche öffentliche Forschungsprojekte, aber Marktzulassungen sind kaum in Sicht. Ein Grund sind die hohen Kosten für die Zulassungsverfahren.

Stängelfäule bei Erdnuss

Stängelfäule bei einer Erdnusspflanze, ausgelöst durch den Pilz Sclerotinia minor
Foto: North Carolina State University

Citrus greening

Citrus greening, ausgelöst durch Bakterien der Gattung Liberibacter
Foto: T.R. Gottwald und S.M. Garnsey

Black Sigatoka-Befall bei Banane

Bananenpflanze, die von dem Pilz Black Sigatoka befallen ist
Foto: apsnet

Cassava-Mosaikvirus

Cassavapflanze, die von dem Cassava-Mosaikvirus befallen ist
Foto: FAO

Die Autoren einer Studie in der Zeitschrift nature biotechnology von 2010 recherchierten ausführlich die weltweiten Forschungsaktivitäten zur Anwendung der Gentechnik bei regionalen Nutzpflanzen von 2003 bis 2008. Sie listen 313 wissenschaftliche Veröffentlichungen und 851 Feldversuche auf. Die Forschungsarbeiten zu Pflanzenkrankheiten liegen dabei mit 83 Artikeln und 137 Feldversuchen an der Spitze.

Die gentechnisch veränderten Pflanzen, die derzeit angebaut werden, sind weltweit gehandelte Massengüter: Mais, Soja, Baumwolle, Raps und Zucker. Sie alle stammen aus den Laboren großer Konzerne wie Monsanto. Die einzigen Ausnahmen sind virusresistente Papaya und Zucchini, die in den 1990er Jahren im Rahmen öffentlicher Forschung entwickelt wurden und die in den USA auf kleinen Flächen angebaut werden. Die züchterische Weiterentwicklung von Pflanzen, die nur regional angebaut werden, ist für große Firmen finanziell uninteressant, da der Markt nicht groß genug ist.

Dabei gibt es bei regional angebauten Nahrungspflanzen zahlreiche Pflanzenkrankheiten, die für erhebliche Ertragseinbußen sorgen. Das betrifft Grundnahrungspflanzen in Entwicklungsländern wie etwa Cassava, aber auch Obst- und Gemüsesorten, die in Industrie- und Schwellenländern angebaut und konsumiert werden. Für eine Reihe von Pflanzenkrankheiten bietet die Gentechnik neue Möglichkeiten, resistente Sorten zu züchten. Hier engagieren sich vor allem öffentliche Forschungseinrichtungen. Es gibt zahlreiche Projekte, doch bis auf wenige Ausnahmen sind Marktzulassungen nicht in Sicht.

Von Erdnuss bis Cassava: Öffentliche Forschungsprojekte

Wissenschaftler aus mehreren US-Universitäten arbeiten seit längerem an pilzresistenten Erdnüssen. In den USA ist der Pilz Sclerotinia minor weit verbreitet, der die Stängelfäule auslöst. Befallene Pflanzen verkümmern und verwelken. Um den Pilz zu bekämpfen, wurde ein Gen aus der Gerste in die Erdnüsse übertragen. Dieses Gen enthält die Information für das Enzym Oxalat-Oxidase, das eine wichtige Rolle bei der Abwehr von Krankheitserregern spielt. Die gv-Erdnüsse sind seit 2004 in Feldversuchen getestet worden. Inzwischen wurde ein Zulassungsantrag eingereicht.

Ebenfalls in den USA werden Orangen entwickelt, die gegen Bakterien der Gattung Liberibacter resistent sind. Diese Bakterien werden von Blattläusen übertragen und lösen eine Krankheit aus, die als „citrus greening“ bekannt ist. Die Früchte der befallenen Pflanzen werden grün und ungenießbar. Die Krankheit ist in Asien und Afrika weit verbreitet und wurde Ende der neunziger Jahre in die USA eingeschleppt, wo sie inzwischen eine ernsthafte Bedrohung für den Orangenanbau darstellt. Natürliche Resistenzen gegen den Erreger konnten bislang nicht gefunden werden. Eine Arbeitsgruppe der Universität von Texas hat Orangen gentechnisch so verändert, dass sie ein Peptid bilden, das die Zellwände der Bakterien zerstört. Etwa 2016 könnte die gv-Orange marktreif sein.

Im Bananenanbau verursachen der Pilz Black Sigatoka und das Bakterium Xanthomonas campestris geschätzte Ertragsverluste um 50 Prozent, auch bei Kochbananen, die von Kleinbauern in Entwicklungsländern für den Eigenbedarf angebaut werden. Befallene Bananenpflanzen welken und gehen ein. Die nationalen Agrarforschungsinstitute von Uganda und Nigeria entwickeln mit Unterstützung aus Europa resistente gv-Bananen, die zum Teil schon in Feldversuchen getestet werden. Die pilzresistenten Bananen enthalten ein Gen für eine Chitinase, ein Enzym, das die Zellwände von Pilzen abbaut. Die bakterienresistenten Bananen tragen Gene aus der Paprika, die dafür sorgen, dass Pflanzenzellen, die von einem Krankheitserreger befallen sind, abgekapselt werden und sich der Erreger nicht weiter ausbreiten kann.

Wissenschaftler der ETH Zürich arbeiten seit Jahren gemeinsam mit afrikanischen und asiatischen Forschungseinrichtungen daran, Cassava-Pflanzen mit einer Resistenz gegen das Cassava-Mosaikvirus zu versehen, das geschätzte Ernteausfälle von 30 bis 40 Prozent verursacht. Dafür wird ein Gen aus dem Virusgenom in die Pflanzen eingebracht. Wenn dieses Gen in den Pflanzenzellen abgelesen und in RNA übertragen wird, sorgt ein Mechanismus, der als RNA-Interferenz bekannt geworden ist, dafür, dass die entsprechende RNA in dem Virus abgebaut wird. Damit ist das Virus nicht überlebensfähig. Die Arbeiten finden im Rahmen des Projektes BioCassava Plus statt, das von der Gates-Stiftung finanziert wird.

Hindernisse auf dem Weg zum Markt

Gemessen an den Forschungsaktivitäten ist die Zahl der gv-Pflanzen, die auf dem Markt sind oder in absehbarer Zeit zugelassen werden könnten, sehr klein. Die Autoren einer Studie in der Zeitschrift nature biotechnology von 2010 erklären das vor allem mit den teuren und aufwändigen Zulassungsverfahren, die weltweit alle gv-Pflanzen durchlaufen müssen. Eine Studie, die 2011 im Auftrag der Industrievereinigung CropLife International durchgeführt wurde, ermittelte für die Sicherheitsforschung und das Zulassungsverfahren für eine einzige gv-Pflanze durchschnittliche Kosten von 36 Millionen US-Dollar. Sarah Davidson von der Cornell University, leitende Wissenschaftlerin des internationalen Forschungsprojektes Durable Rust Resistance in Wheat, äußerte 2011 gegenüber der New York Times, man könnte auf dem Markt eigentlich mehr gv-Pflanzen erwarten, die von großen staatlichen Universitäten entwickelt wurden. „Aber es ist zu teuer.“ Gleichzeitig gibt es in vielen Entwicklungsländern noch überhaupt keine gesetzlichen Regelungen zur Zulassung von GVO, was eine Markteinführung ebenfalls verhindert.

Ein weiterer unkalkulierbarer Faktor für öffentliche Forschungseinrichtungen ist die Tatsache, dass zahlreiche Verfahren in der Pflanzenbiotechnologie patentiert sind und möglicherweise Lizenzgebühren anfallen. Allerdings haben Patentinhaber in der Vergangenheit immer wieder teilweise oder gänzlich auf Lizenzgebühren verzichtet, etwa bei der virusresistenten Papaya, die Anfang der neunziger Jahre in den USA zugelassen wurde. Die ersten Patente sind außerdem ausgelaufen. 2003 und 2004 wurden von US-Universitäten zwei Organisationen gegründet, die Wissenschaftlern mit den Patenten und den Zulassungsverfahren behilflich sind: Public Intellectual Property Resource for Agriculture (PIPRA) und Specialty Crop Regulatory Assistance (SCRA).

2010 wurde in den USA erstmals seit den 1990er Jahren wieder eine gv-Pflanze aus öffentlicher Forschung zugelassen: eine Pflaume, die gegen das aus Europa eingeschleppte Sharkavirus resistent ist. Sie wurde von der Forschungsabteilung des USDA entwickelt. In Brasilien wurde 2011 eine virusresistente Gartenbohne zugelassen, die das nationale brasilianische Agrarforschungsinstitut entwickelt hat. Mit der Zulassung sind jedoch längst nicht alle Probleme gelöst. Öffentliche Forschungseinrichtungen verfügen in der Regel über keinerlei Infrastruktur für die Saatgutproduktion und die Vermarktung. Und es ist schwer abzuschätzen, inwieweit gentechnisch verändertes Obst und Gemüse überhaupt von den Verbrauchern akzeptiert und gekauft wird.